Mannich-Reaktion

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Schema der Mannich-Reaktion

DieMannich-Reaktion ist eineNamensreaktion in derOrganischen Chemie, bei der eineAminoalkylierung vonCH-acidenVerbindungen mit einemAldehyd undAmmoniak beziehungsweise einem primären oder sekundärenAmin stattfindet. Die Reaktion ist nach ihrem Entdecker, dem deutschenChemikerCarl Mannich benannt. Die Mannich-Reaktion wird zu denKondensationsreaktionen gezählt, daWasser abgespalten wird.

Inhaltsverzeichnis

Reaktion

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In der Mannich-Reaktion werden Ammoniak oder primäre beziehungsweise sekundäre Amine sowohl zurAktivierung des Aldehyds als auch zum Einführen der gewünschten chemischenReste in das zu bildendeProdukt verwendet. Tertiäre Amine können nicht für die Mannich-Reaktion verwendet werden, da sie die Entstehung des Zwischenproduktes verhindern würden. Darüber hinaus ist die Aminoalkylierung vonEnaminen undIminen sowie an elektronenreichenAromaten wieIndol möglich. Auch Phenole lassen sich leicht aminoalkylieren.

Als α-CH-acide Verbindungen (Nukleophil) könnenCarbonylverbindungen,[1]Nitrile,Alkine,[2]Nitroalkane, α-Alkylpyridine oder tertiäreIminiumsalze dienen. In der Übersichtsreaktion wird als α-CH-acide Verbindung einAldehyd (R1= H, R2= H oderOrganylgruppe) oder einKeton (R1= Organylgruppe, R2= H oder Organylgruppe) gezeigt:

Übersicht Mannich-Reaktion
Übersicht Mannich-Reaktion

Die Mannich-Reaktion kann gegebenenfalls unter sehr milden Bedingungen durchgeführt werden; so gelangSchöpf die Synthese vonTropinon in wässriger Lösung bei Raumtemperatur und pH 5 in 90 % Ausbeute.[3] Die Produkte der Mannich-Reaktion werdenMannich-Basen[4] genannt und sindAmine, die weitere funktionelle Gruppen enthalten.

Mechanismus

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Die Mannich-Reaktion erfolgt in mehreren Schritten, darunter die Bildung der Verbindung zur Aminoalkylierung und die Aminoalkylierung der CH-aciden Verbindung.

Im ersten Reaktionsschritt greift ein sekundäres Amin das Formaldehyd nukleophil an. Anschließend wird unter sauren Bedingungen dieHydroxygruppe protoniert und alsWasser-Molekül abgespalten. Es bildet sich einmesomerie-stabilisiertesCarbenium-Iminium-Ion.

Mechanismus Mannich-Reaktion, Teil 1
Mechanismus Mannich-Reaktion, Teil 1

Im zweiten Schritt der Reaktion kommt es unter Einwirkung einer Säure oderBase zurKeto-Enol-Tautomerie. Das Enol greift daraufhin das Carbenium-Iminium-Ion nukleophil an. Nach abschließender Deprotonierung der Hydroxygruppe erhält man eine β-Aminocarbonylverbindung (Mannich-Base).[5]

Mechanismus Mannich-Reaktion, Teil 2
Mechanismus Mannich-Reaktion, Teil 2

Anwendung

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Die Mannich-Reaktion findet Anwendung in derSynthese vonNaturstoffen, wie beispielsweisePeptid-Nukleosid-Antibiotika undAlkaloiden. Weitere Anwendungsbereiche sind die Herstellung vonArzneimitteln, derPflanzenschutz sowie dieLack- undPolymerchemie (Farbstoffe, Reaktionsbeschleuniger, Härter und Vernetzer).[6]

Einzelnachweise

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  1. Siegfried Hauptmann:Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, S. 365,ISBN 3-342-00280-8.
  2. Siegfried Hauptmann:Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, S. 261,ISBN 3-342-00280-8.
  3. Louis Frederick Fieser und Mary Fieser:Organische Chemie, Verlag Chemie, 2. Auflage, 1972,ISBN 3-527-25075-1.
  4. Hans Beyer undWolfgang Walter:Organische Chemie, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 1984, S. 508–509,ISBN 3-7776-0406-2.
  5. László Kürti und Barbara Czakó:Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis: Background and Detailed Mechanisms, Elsevier Academic Press, 2005, S. 274–275,ISBN 978-0-12-429785-2.
  6. Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 842–843.

Siehe auch

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Weblinks

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Normdaten (Sachbegriff):GND:4168833-8(lobid,OGND,AKS) |LCCN:sh94002476
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